20152

Оптические однокоординатные приборы, работающие по принципу сравнения с концевой мерой

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Последний может поворачиваться на оси 9 обеспечивая возможность наблюдения необходимого участка шкалы через середину окуляра при минимальных оптических искажениях. При освещении белым светом на фоне шкалы видна одна черная ахроматическая полоса и по обе стороны от нее несколько окрашенных полос убывающей интенсивности. Интерференционные полосы при освещении монохроматическим светом используются для определения цены деления шкалы прибора и для его поверки. Для получения необходимой цены деления с задаются к интерференционных полос и...

Русский

2013-07-25

123.5 KB

13 чел.

Оптические однокоординатные приборы,

работающие по принципу сравнения с  концевой мерой.

В этих приборах используют физические явления интерференции света с получением полос равной ширины.

Луч света, проходя через стеклянную пластину, на нижней плоскости В разделяется на два пучка. Один, отразившись от плоскости В, выходит вверх наружу; а второй проходит клин между плоскостями А и В, отражается от плоскости А, снова стремится к плоскости В, проходит через нее и выходит наружу вместе с первым пучком.

Рис. 2.1

Путь луча S2 больше пути луча S1. Разность хода этих лучей зависит от высоты воздушного клина. Вследствие разности хода лучей они будут интерферировать, образуя чередующиеся светлые и темные полосы, параллельные ребру клина. Расстояние между серединами двух соседних темных или двух соседних светлых полос в интерференционной картине называют шириной интерференционных полос и обозначают буквой «b».

Разность высот клина, соответствующая ширине одной интерференционной полосы, равна половине длины волны . Следовательно, при монохроматическом свете высота воздушного клина над первой от ребра черной полосы равна ; над второй -2; над третьей - 3и т.д. Это правило сохраняется и при изменении угла клина.

Вертикальный и горизонтальный контактные интерферометры

Интерференционные приборы основаны на использовании явления интерференции световых волн. В интерферометрах для линейных измерений используется оптическая схема двухлучевого интерферометра Майкельсона с образованием интерференционных полос равной толщины. Интерферометры делятся на контактные и бесконтактные.

Рис.2.2 Вертикальный контактный интерферометр

Контактные интерферометры, разработанные инженером И.Т.Уверским, выпускаются заводом «Калибр» по ГОСТ 8290-57 с переменной (регулируемой) пеной деления от СК05 до 0,02 мкм двух типов: - вертикальные ИКПВ (рис. 2.2) и горизонтальные ИКПГ (рис. 2.3). Оба интерферометра имеют одинаковые интерфереционные трубки, оптическая схема которых показана на рис. 2.4. Свет от лампы 1 направляется конденсором 2 через диафрагму 3 на полупрозрачную разделительную пластину 6. Часть света, пройдя через пластину 6 и компенсатор 11, отразится от зеркала 12, закрепленного на верхнем конце измерительного стержня 13, и через компенсатор 11 снова вернется к пластине 6. Другая часть пучка света, отразившись от рабочей поверхности разделительной пластины 6, направляется к зеркалу 5 и после отражения снова возвращается к пластине 6.

Рис. 2.3. Горизонтальный контактный интерферометр

Встретившись на рабочей поверхности пластины 6, обе части пучка света интерферируют при небольшой разности хода. Объектив 7 проецирует интерференционную картину полос 1 равной толщины в плоскость сетки 8. Интерференционные полосы и нанесенная на сетку шкала наблюдаются через окуляр 10. Последний может поворачиваться на оси 9, обеспечивая возможность наблюдения необходимого участка шкалы через середину окуляра при минимальных оптических искажениях.

Интерференционные полосы равной толщины образуются в результате поворота зеркала 5 на небольшой угол, создающий мнимый клин, образованный поверхностями зеркал 12 и 5. При освещении белым светом на фоне шкалы видна одна черная (ахроматическая) полоса и по обе стороны от нее - несколько окрашенных полос убывающей интенсивности. Черная полоса соответствует положению ребра мнимого клина.

Поле зрения окуляра

Рис. 2.4. Схема трубки интерферометра

При включении светофильтра 4 наблюдается интерференционная картина при монохроматическом освещении. При этом все поле зрения окуляра заполняют полосы одинаковой интенсивности. Расстояние между отдельными полосами соответствует половине длины световой волны, пропускаемой светофильтром. Интерференционные полосы смещаются в поле зрения окуляра в соответствии с величиной перемещения измерительного стержня. При измерениях пользуются освещением белым светом, причем черная интерференционная полоса служит указателем при отсчетах по шкале, имеющей по 50 делений в обе стороны от нуля. Интерференционные полосы при освещении монохроматическим светом используются для определения цены деления шкалы прибора и для его поверки.

Цену деления интерферометра изменяют поворотом зеркала 5 с помощью регулировочного винта.

Для получения необходимой цены деления с задаются к интерференционных полос и определяют соответствующее ему число п делений шкалы по формуле

,

где /2 - половина длины волны используемого монохроматического света (указана на окулярной сетке прибора). Число к интерференционных полос рекомендуется выбирать в зависимости от цены деления по формуле

к = 160с

где с-в мкм.

Тогда

.

При регулировании цены деления шкалы прибора включают светофильтр и, поднимая измерительный стержень интерферометра, вводят на середину шкалы зону наиболее отчетливых интерференционных полос. Намечают любой штрих (например, 20-й) и от него отсчитывают п делений. Изменяя ширину интерференционных полос поворотом зеркала 5, совмещают интервал к полос с намеченным интервалом п делений шкалы.

Регулировка считается удовлетворительной, если при многократном арретировании погрешность совмещения интервала к полос с интервалом п делений шкалы не превысит десятой доли деления. Поверку цены деления шкалы производят аналогичным образом.

Вертикальный контактный интерферометр (рис. 2.2) имеет жесткие литые основания и стойку 10, по направляющим которой перемещаться при помощи кремальеры 9 кронштейн 8, несущий трубку интерферометра 7. Винт 6 позволяет перемещать шкалу трубки в пределах ±10 делений. На трубке закреплен теплозащитный экран 5. Измерительный стол 4 может перемещаться в вертикальном направлении винтом микроподачи 3 и стопориться в установленном положении винтом 2.

Горизонтальный интерферометр (рис. 2.3) имеет станину 8 с горизонтальными направляющими, по которым с помощью маховичков 1 и 7 перемещаются измерительная бабка 5 с трубкой 6 и пинольная бабка 2 с пинолью 3. Пиноль 3 и стол 4 устроены аналогично соответствующим узлам горизонтального оптиметра.

Измерения на горизонтальном интерферометре производят так же, как и на горизонтальном оптиметре.

Контактные интерферометры применяются преимущественно с ценой деления 0,05 и 0,1 мкм. Основное назначение контактных интерферометров - поверка концевых мер длины разрядов 2, 3 и 4 и классов 0,1 и 2. На контактных интерферометрах поверяют также размеры и форму особо точных изделий.

В соответствии с общим направлением развития оптических приборов в настоящее время осваивается производство контактных интерферометров с экраном, значительно облегчающим отсчет по шкале прибора. Экранные интерферометры выпускаются с ценой деления от 0,02 до 0,2 мкм.

Погрешность показаний интерферометра не должна превышать

, мкм,

где п - число делений шкалы от нулевого штриха;

с - цена деления шкалы в мкм;

- длина волны света, пропускаемой светофильтром, мкм;

- погрешность измерения длины волны света, мкм.

Принимая согласно ГОСТ 8290-57 получим

, мкм.

Разность показаний при измерениях одной и той же величины на положительной и отрицательной частях шкалы и вариация показаний интерферометра не должны превышать 0,02 мкм (вариации показаний горизонтального интерферометра при измерениях с применением стола не должны превышать 0,05 мкм).

Погрешность показаний контактных интерферометров поверяют парным методом по концевым мерам 1-го разряда на следующих интервалах шкалы: от 0 до +0,001 мм и от 0 до -0,001 мм при цене деления 0,05 мкм; от 0 до +0,01 мм и от 0 до -0,01 при цене деления 0,2 мкм.

Каждый интервал поверяют с помощью 9 концевых мер, из которых образуют 8 пар с градацией размеров, равной значению поверяемого интервала шкалы, т.е. 0,001 и 0,01 мм.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

66688. Компьютерный вирус 64 KB
  Однако большинство специалистов сходятся на мысли что компьютерные вирусы как таковые впервые появились в 1986 году хотя исторически возникновение вирусов тесно связано с идеей создания самовоспроизводящихся программ. Одним из пионеров среди компьютерных вирусов считается вирус...
66689. Виховання у кельтів 66 KB
  Кельти войовничі племена у першій половині І тисячоліття до н. Ці племена говорили мовами кельтської групи споруджували круглі похоронні кургани використовували в бою важкі мечі. Інша хвиля завойовників досягла Британських островів де окремі племена кельтів відомі як бритти...
66690. Виховання у скіфів 271 KB
  Вождь Скіфів повноправний глава клану що вирішує найважливіші питання. сприяючи розвитку клану. Вождь це просто глава клану. Стежить за порядком у клані при необхідності може відрахувати скіфа з кланучи покарати чи нагородити.
66691. Техническое регулирование в сфере услуг 39 KB
  Фактически он был принят в целях гармонизации с международными требованиями в преддверии вступления в ВТО однако с точки зрения государственного регулирования качества и безопасности услуг он принес больше вопросов чем решений.
66692. Особенности управления качеством образовательных услуг 51 KB
  Государственное регулирование в области качества образования основано на механизме лицензирования аттестации и государственной аккредитации образовательных учреждений. В ее ходе устанавливается соответствие содержания уровня и качества подготовки выпускников требованиям государственных образовательных стандартов.
66693. Лицензирование программного обеспечения 46.26 KB
  Защита авторских прав распространяется на все виды программного обеспечения в том числе и на операционные системы и программные комплексы независимо от того на каком языке они написаны и в какой форме выражены включая исходный текст и объектный код ГК РФ часть 4 гл.
66694. А.С. Макаренко 142 KB
  Одну з кращих своїх статей, написану для ювілейного збірника з приводу п'ятиліття комуни імені Ф.Э.Дзержинського, Антон Семенович так і назвав «Педагоги знизують плечима». Ці люди не розуміли, що вже давно наступив момент, коли без теорії не можна стати гарним практиком...
66695. МАТРИЧНЫЕ (ИГОЛЬЧАТЫЕ) ПРИНТЕРЫ 105.5 KB
  В зависимости от технологии печати различают матричные струйные лазерные светодиодные сублимационные принтеры. От их количества зависит качество печати в основном на рынке представлены матричные принтеры печатающая головка которых имеет 24 иголки плотность печати до 180 dpi.
66696. Технология и организация междугордных перевозок 92.5 KB
  За последние 10 лет парк автомобилей в России вырос почти в 25 раза. В 1999 году произошло существенное на 61 увеличение количества грузовых автомобилей в экономическом комплексе и впервые за последние годы зафиксирован рост объема грузовых автомобильных перевозок....